JPH0359303B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はバタフライ弁に関し、そして更に詳細
には、バタフライ制御弁のための新規な、改良さ
れた高性能の、漏れのないシールに関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 典型的に、バタフライ弁は、１部分球形の周辺
部を有しているデイスクの形のベーンを具備して
いる。このデイスクは弁ハウジングの流路内に回
転可能に取付けられており、これによつてベーン
の周辺部は弁を閉じるためにハウジングの内面に
係合するように回転されることができる。閉じた
位置にあるとき、漏れのない弁の閉鎖を保証する
ために弁周辺部と弁ハウジング面との間にシール
要素を設けるのが望ましい。従つて、従来の技術
はバタフライ弁のベーンをシールするのに適した
シール要素構成に対して数多くの提案を含んでい
る。典型的に、シール要素はリングシールの形で
あり、このリングシールは弁周辺部が弁閉鎖のと
き回転される位置において弁ハウジングの周りに
周辺に延びている。このシールは弁周辺部に係合
し、且つ弁をシールするためにシール上に半径方
向の圧縮を加える。この従来技術は弁の作動中に
シール要素に対して寸法上の安定性を与えるため
にガラスを充填したメンブランを有するシールを
含んでいる。更に、バタフライ弁のシールに対す
る多くの今までの提案は、弁周辺上のシールによ
つて半径方向の圧縮を与えるように配置された追
加のスプリング要素を使用している。

問題点を解決するための手段 本発明の主たる目的は高性能バタフライ制御弁
に使用する新しい、改良されたシール要素を提供
することである。一般的に、このシール要素は３
つの１体の部分を含んでおり、所定の断面に形成
された環状シール要素を具備している。中央の部
分は上流の流体の流れ方向において上部第１の部
分及び下部第３の部分に対して延びているように
配置されており、そして第１の部分のみが、シー
ル拘束チヤンバ内に確実に取付けられており、こ
のチヤンバはシール要素の所定の断面を全体的に
囲んでおり、且つその断面に一致している。第３
の部分はシール拘束チヤンバから、弁ハウジング
の流体流路内に延びるように配置されており、こ
れによつて第３の部分は、漏れのないシールを提
供するために弁閉鎖のとき弁の周辺に係合するこ
とができる。

本発明の重要な特徴によれば、流体圧力は、シ
ール要素の３つの明らかに規定された別々の圧力
領域作動段階を介してシール要素によつて保持さ
れる。シール要素の別々の圧力領域作動モードの
各々の間、流体圧力は、シールの幾何学的配置、
拘束チヤンバサポート、応力分布及び特定の作動
モードの圧力範囲に対して最適であるシール偏向
を提供するために、シールをシール拘束チヤンバ
に対して固有的（inherently）、且つ自動的に方
向づける。この方法では、シール要素への圧力の
影響は、シール要素における摩耗及び引裂きをか
なり減少するために３つの別々の圧力範囲の各々
に対して実際に最小に維持され、これによつて本
発明のシールの使用寿命（worklife）を非常に延
長する。重要なことは、本発明は、寸法安定化の
ためのグラースを充填した内部メンブラン又は半
径方向の圧縮を与えるための追加のスプリング要
素を必要とすることなく長い使用寿命に亘つて漏
れのない弁閉鎖を達成するシール要素を数示して
いる。

本発明の上記及び他の特徴と利点のよりよい理
解のために、本発明の好ましい実施態様の下記の
詳細な説明及び添付図面を参照すべきである。

実施例 図面を参照すると、そして初めに第１図を参照
すると、バタフライ弁が全体的に参照番号１０に
よつて示されている。この弁が、円筒状の弁体１
２と、軸１５を回転可能に支持するために弁体１
２と一体の軸支持構造体１３，１４とを具備して
いる弁ハウジング１１を含んでいる。第４図に例
示された如く、軸１５は構造体１３，１４によつ
ていづれかの端で支持されており、且つ弁体１２
の内部流れ領域２５を完全に通つて延びるように
配置されている。更に、軸１５の右端は、作動器
に連結するために構造体１４を越えて延びてお
り、これによつて軸は、当技術において公知の如
く（特に例示しない）、時計の針の方向又は反時
計の針の方向のいづれかに作動ストロークを介し
て回転するように選択的に制御されることができ
る。

有利には、一連のシーリングリング１６が、流
体の漏れを防ぐために構造体１４の内部表面と軸
１５との間に取付けられている。シーリングリン
グ１６は、ナツト１８及びボルト１９の配置によ
つて構造体１４にボルト止めされている端部キヤ
ツプ１７によつて構造体１４内にしまい込まれ、
且つ圧縮される。追加的な端部キヤツプ部材２０
は、弁ハウジング１１を閉じ、且つ密封するため
に適切なボルト２１によつて軸支持構造体１３の
開放端にボルト止めされている。

部分的に球状の外方周辺部２３を含んでいる新
規な円形ベーン（vane）２２は、弁体１２内で
回転するために軸１５上に固定的に締めつけられ
ている。第２図に例示された如く、軸１５はベー
ン２２を支持しており、これによつてベーン２２
の全外方周辺部２３は、弁体１２の内部円筒状表
面２４の部分とシールされた関係にある。この位
置において、ベーン２２は、弁１０を閉じるため
に弁体１２の流れ領域２５を完全に塞ぐ、従来の
バタフライ弁作動によれば、作動器（特に例示し
ない）が軸１５を回転するために作動され、これ
によつてベーン２２の周辺部２３は内部表面２４
から変位される。軸１５は1/4回転、即ち90度の
回転までベーンを回転することができる。

90度の回転において、軸１５に垂直なベーン２
２の直径は、流体の流れの方向２６とほぼ平行に
延びている（第６図参照）。この位置において、
弁１０は全開放位置にある。しかしながら、弁１
０は今や全開位置にあるが、ベーン２２は、なお
弁体１２の流れ領域２５内にあり、従つて流体の
流れに対して障害を提供すると理解されるべきで
ある。このような弁の障害は、バタフライ弁設計
に関して固有の問題であり、そして、明らかであ
る如く、低角度（low angle）回転流れ制御を達
成しながら、ベーンの流れ障害効果を最小にする
ベーンの形状を提供するのが係属出願中の特許出
願第61−99507号の主たる教示である。係属出願
中の特許出願第61−99507号は引用により本文に
明らかに含まれている。

係属出願の本発明によれば、ベーン２２は軸１
５上に取付けられ、これによつて軸１５はベーン
２２の周辺部分２３から下流の方向にオフセツト
されている（第２図で明らかな如く）。更に、ベ
ーン２２は、各々がベーン２２の直径方向に対向
した約180度の部分に亘り延びている非対称な上
流及び下流に延びている半円形の突起２７，２８
を含むように形成される。上流に延びている突起
２７は、ベーン２２の上流面３１の方に徐々に下
方にテーパーがついている３０の平らな、スムー
スな上流の最頂部表面２９（第２図で明らかな如
く）を含んでいる全体的に流線形の形状である。
第３図及び第６図によつて示された如く、上流に
延びている突起２７は、全開ベーン位置に90度ま
で下流方向に回転され、これによつて面３１、テ
ーパー付き表面３０及び突起２７の平らかスムー
スな表面２９は、流体の流れに対して、スムース
な、流線形の、そして乱流のない障害を与える。

ベーン２２の本発明の低角度回転流れ制御特徴
によれば、以下により詳細に記載されている如
く、上流に延びている突起は、一連の流体流れ通
路３２を備えている。流れ通路３２の各々は、流
体の流れの方向にほぼ平行に延びるように配列さ
れており（第６図に例示された如く）そして上流
に延びている突起２７のテーパー付き表面３０上
の開口と、部分的に球状のベーン周辺２３部上の
周辺開口とを含んでいる。勿論、全開位置（第６
図）において、流れ通路３２はベーン２２の障害
量を減少する働きをし、そして更に各々の通路３
２の上流に向けられたテーパー付きの表面開口か
ら各々の通路３２の下流に向けられた周辺開口へ
流体の流れを順応することによつてベーン２２の
障害効果を最小にする。

ベーン２２の下流の面３３上において（第２図
参照）、下流に延びている突起２８は、上流に延
びている突起２７の延長長さ（length of exten
sion）よりも比較的大きい延長長さに形成されて
おり、これによつて２つの周辺において間隔をへ
だてた列の流れ通路３４が低角度流れ制御のため
に形成されている。流れ通路３４の各々は、ベー
ン２２の部分的球形の周辺部２３上の開口と、突
起２８の反対の表面３５上の開口とを含んでい
る。再び第６図を参照すると、ベーンが全開位置
にあるとき、突起２８は上流方向に回転され、こ
れによつてベーン２２の面３３の周りの流体の流
れは初めに突起２８の周辺端に遭遇する。２列の
流れ通路３４はそこを通る流体の流れに順応する
ことによつて突起２８の障害量を減少する働きを
する。更に、係属出願中の特許出願第61−99507
号の特定の特徴によれば、流れ通路３４は、流体
の流れ２６の方向に対して僅かに上向き角度に延
びるように配置されており、これによつて全開位
置において通路を通る流れは、オフセツト軸１５
の周りの乱流を最少にするように上方に導かれ
る。ベーン２２の面３３はまた、軸１５の周りに
更に乱流のない層流を与えるために軸１５のいづ
れの側からもテーパーがつけられている。本発明
の更に他の特徴によれば、突起２８は、弁２２が
全開位置にあるとき（第６図参照）、乱流を最少
にし、且つ全開位置にあるときベーン２２の面３
３を横切るスムースな流体の流れを促進するため
に、追加的な手段として、軸１５の下方にオフセ
ツトされている。

従つて、ベーン２２の全開障害及び乱流の影響
は、重要な（significant）低角度回転流体制御
（low angle rotation fluid control）のために周
辺の流れ通路３２，３４を提供しながら最低の実
施可能な限界まで減少される。次に第３図を参照
すると、軸１５がベーン２２を時計の針の開放方
向に回転するために作動されるに従つて、周辺部
２３は弁体１２の部分２４に対して動かされる。
周辺部２３を部分２４とのシール関係から変位す
る前に、突起２７，２８の流れ通路３２，３４は
徐々に流体の流れに露出される。ベーン２２は、
流れ通路３２，３４のいくらかが流体の流れに露
出される前に約５度乃至６度回転される。約５度
乃至６度の回転において、通路３２のすべて及び
通路３４の第１の列がほぼ同時に流体の流れに露
出され始める。全流体の流れは、約11度の回転ま
で、約５度乃至６度の回転により通路３２及び第
１の流れ通路３４を通過する。更に、流体の流れ
の容積は、通路３２及び通路３４の第１列がベー
ン２２の回転によつて全流体の流れに徐々に露出
されるに従つて、徐々に、且つ制御可能に増加す
る。約11度の回転において、突起２７の周りの周
辺部２３は、丁度弁体１２の部分２４を通過し、
そして通過３４の第２列が流体の流れに露出され
始める。

その後、ベーン２２の更にそれ以上の回転は、
完全に露出された通路３２及び通路３４の第１列
を通る存在する流れと、通路３４の第２列の徐々
の露出と、突起２７の周りの変位され、下流に回
転された周辺部２３の周りの増加する流れとによ
つて更にそれ以上の徐々の、且つ制御された流体
の流れの増加となる。上述の如く、突起２７に隣
接する周辺部２３は、弁ハウジング１２の内壁３
６にきわめて接近している（約0.061インチ（約
1.55mm））。更に、通路３２を通る流体の流れは、
その周辺の開口において通路３２を出て、そして
密接した内部壁３６の方に流れる。壁３６と周辺
部２３との間の近接は、通路３２からの周辺の流
体の出口と一緒に、固有の流れ制御となり、これ
によつて突起２７の周りの固有の制御及び流体の
流れに対する流れ通路３４の第２の列の徐々の露
出は、ベーン２２の約11度の回転から約17度へ更
にそれ以上の低角度流れ制御を提供する。

約17度の回転において、突起２８の周りの周辺
部２３は、表面２４を通過し、そしてベーン２２
の90度の回転まで更にそれ以上の流体の流れの増
加は、ベーン２２の周辺部２３の上流に回転され
た部分と下方に回転された部分の双方の周りの増
加した流れに起因する。しかしながら、約17度の
回転及びそれ以上において、臨界流量（cri tical
flow）要件に順応するのに十分な直線性が回転
度と流量増加との間にある。第７図に例示された
如く、流れ通路３２，３４の複合効果及び突起２
７の周りの周辺部２３と内壁３６との間の近接に
よる固有の流れ制御並びに周辺流体の出口は、流
体の流量増加と回転度との間に高度な直線関係を
生ずる。第７図は係属出願中の特許出願第61−
99507号の発明によつて作られた６インチ（約
152.4mm）部類の150／300弁試作品に関する実験
的テスト結果を含み、そしてベーンの回転度対
Cvをプロツトしている。

Cvは標準弁工業測定の流量であり、そして下
記の式により計算される。

この場合：Ｑ＝gpm（１分間当りのガロン） △ｐ＝Ｐ上流−Ｐ下流−（弁ハウジング を通る圧力降下） ｇ＝定数（比重、室Ｔにおける水に対して１） 第７図に示された試験結果において明らかに示
された如く、低角度の、高度に重要な初期の流体
の流れ段階の弁作動においても、高角度（high
angle）作動においても、ベン回転によつてかな
りの程度の直線性、従つて流量増加に関する制御
がある。その後、弁２２が全開90度の方位の方に
回転されるに従つて、流線形の突起２７及び突起
２８と軸１５との間の幾何学的オフセツト関係、
並びに通路３２，３４の通路を通る流体の流れ
は、最少の乱流であつて最大の全流量を供給する
ベーン形状を提供する。

再び第２図を参照すると、ベーン２２が閉じた
位置にあるとき、漏れのないシールが周辺部２３
と壁部分２４との間に維持されることが重要であ
る。シールの完全性を保証するために、本発明に
よつて作られた環状シール要素３７は、ベーン周
辺部２３が実際のシールを形成するために部分２
４に最も接近している位置において、弁壁３６の
部分２４の周りに周辺に取付けられている。シー
ル要素３７は、以下により詳細に記載されている
如く、所定の横断面に形成されており、且つ弁体
１２内に形成された凹部３８と、環状保持要素３
９との間に取付けられており、この環状保持要素
３９は、ねじボルト（図示せず）の如き任意の公
知の適切な手段によつて弁体１２に締め付けられ
ている。第５図の詳細図に明らかに例示されてい
る如く、保持要素３９及び凹部３８は、シール要
素３７の所定の横断面に全体的に一致しているシ
ール封じ込めチヤンバを規定している。シール要
素自身は、３つの１体な部分、、に関して
記載されることができ、これ等の３つの部分、
、は、相互に対して、且つベーン周辺部３３
に対して有効なシールを提供するために、凹部３
８及び保持要素３９によつて規定されたチヤンバ
に対して寸法が定められている。同時に、シール
要素３７の所定の横断面は、圧力の有害な影響が
最少にされ、これによつてシールの作用寿命を珍
大きく増加するように流体圧力の広範囲に亘つて
漏れないシールを提供する。

シール要素３７において具体化された本発明の
構想によれば、流体圧力は、要素３７の３つの明
らかに規定された、別々の圧力範囲の作動段階を
通じてシール要素３７によつて保持される。好ま
しい実施態様において、シール要素３７は、それ
ぞれ保持要素３９と凹部３８内に形成された鋸歯
状の縁４１，４２に一致する第１の部分の表面
４０を備えたEPTテフロン材料（いかなる補助
的なスプリング部材又はガラスを充填した内部メ
ンブランもない）を具備しており、これによつて
要素３７は封じ込めチヤンバー内に確実に取付け
られる。表面４０及び鋸歯状の縁４１，４２はま
た、弁体１２の外側への漏れに対する有効なシー
ルを提供する。第１の部分は、第２の部分と
一体であり、この第２の部分は、第１の部分
及び第３の部分に関して、上流の流体の流れ方向
に延びている。第３の部分は第２の部分の下部
端と一体であり、且つベーン２２の周辺部２３と
シーリング接触するために流れ領域２５内に下方
に延びている。理解される如く、部分の下部端
は、P1点からP2点に要素３７と周辺部２３との
間に有効なシールを提供するために周辺部２３の
部分的球状輪郭に一致されている。更に、部分
は、漏れないシールを形成するために周辺部２３
上に半径方向の圧縮を与えるのに十分な量だけ流
れ領域２５内に延びている。

上記の如く、及び第５図に例示された如く、か
み合い面４０、及び鋸歯状の縁４１，４２は、Ａ
点からP1点とP2点との間のシーリング表面に外
方に向いたシール要素３７を不動に支持する。Ａ
点はまた初期のピボツト点であり、その周りにシ
ーリング表面（P1−P2）は旋回し、且つ自由に、
有効的にベーン周辺部２３に接触することができ
る。１段階（stage one）作動モードは、0PSIG
から約100PSIG（約０から約6.8Kg／cm²）までの流
体圧力範囲の間第５図に示された如きシールの配
置方向を意図している。シール要素３７に対する
唯一の接触位置は、かみ合い表面４０，４１，４
２であり、P1点とP2点との間のベーン周辺部２
３を備えている。シール要素３７は、周辺部分２
３の半径方向の圧縮が低圧力状態にあるシール流
体に十分であるように、寸法を合わされる。

低圧力段階１の作動モードにおけるシール３７
上の応力（stress）及び歪み（deflection）は、
ウイリアム グリフエル（William Griffel）に
よる応力・歪公式のハンドブツク（ニユーヨー
ク：フレデリツク アンガ（Frederick Ungar）
出版社、1966年、引用によつて明らかに本発明に
含まれる）の第173頁乃至第174頁に述べられてい
る平板式の表面における垂直な歪み及び単位応力
を適用することによつて概算されることができ
る。シール要素３７の段階１のモードに適用する
とき公式に従つて計算に使用される定数は、表１
（第175頁）の荷重６の場合から決定される（同心
の穴を有する円板−外部縁固定及び支持、全実表
面上に均等荷重）。

本発明による試作シール要素は、前述の６イン
チ試作弁に関連して使用するために構成された。
試作シール要素は、引張り強さ4000psi（約272
Kg／cm²）、10×10⁴に等しい引張り弾性率、及び
400％に等しい引張り伸び率（tensile
elongation）を有するEPTテフロンから作られ
た。更に、試作シール要素は、厚さ0.156インチ
（約４mm）、5.643インチ（約143mm）に等しい内径
（P1乃至P2に対し）そして6.388インチ（約162
mm）に等しい外径（固定点Ａに対し）を有してい
る。表１の６の場合（case6）に従つてグリフエ
ル公式（Griffel formulas）を適用することによ
つて、上記のシールの値及び寸法を用い、圧力
100psi（約6.8Kg／cm²）の下で作動したとき、試作
シールの最大垂直歪みは0.0095インチ（約0.24
mm）そしてシールの外縁における最大応力は
1889psi（約129Kg／cm²）であることが決定された。

弁の作動環境が100psi（約6.8Kg／cm²）と500psi
（約34Kg／cm²）との間の圧力取合せ
（arrangement）以内にあるように変化されると
き、流体圧力は、シール要素３７をＢ点において
支持表面４０と接触するように押す。従つて、シ
ール要素３７は、もはやＡ点からP1点乃至P2点
まで支持されないのではなく、Ｂ点において加え
られた支持表面４０からのいくらかの支持を有し
ている。Ｂ点に導入された支持は高い流体の圧力
環境によつてＡ点における応力の増加を妨げる傾
向にある。シール要素３７が支持表面４０と後触
するとき（即ち、100psigから500psigの圧力範
囲）、それは本発明の構想によつてもくろまれた
ステージ２の作動モードにある。

第２のモードの作動中、シール要素３７上の真
の作用応力の合理的な近似値は、表１の６の場合
及び13の場合（両縁固定、平衡荷重（ピストン））
の各々から計算した応力の平均をとることによつ
て見い出されることができる。このような近似値
は、堅固に固定されることと、自由に支持される
こととの部分路（part way）となる点Ｂと考え
ることができる。500psig（約34Kg／cm²）で作動さ
れた試作シールに対する６の場合及び13の場合の
計算は（シールに対するすべての弁及び寸法は、
６インチ（約152.4mm）であると考えられる外径
（Ｂ点に対し）を除き段階１におけると同じであ
り、そして公式は表１の６の場合及び13の場合に
従つて一定である））６の場合に最大歪み0.0116
インチ（約0.3mm）及び外縁における最大応力
942psi（約64.1Kg／cm²）そして13の場合最大歪み
0.0065インチ（約0.165mm）及び最大応力1345psi
（91.5Kg／cm²）（外縁において）を示した。

従つて、段階２の作動モードの高圧力環境はシ
ール要素３７を支持表面４０と接触して旋回する
ことによつて凹部３８及び保持要素３９によて規
定されたシール封じ込めチヤンバに対して勿論異
なる幾何学的方位をとらしめる。シール要素３７
及び堅く固定された追加的な部分、Ｂ点において
導入された部分的に自由に支持されたシール保持
の新しい方向づけ（reorientation）は、Ａ点か
らＢ点への外径寸法を減少することによつて、そ
して６の場合から６の場合と13の場合との平均ま
でグリフエルの場合の近似値を変化することによ
つてシール要素３７への応力の影響を有利に変化
する。従つて、シール部材の外縁上の最大応力
は、シール要素３７が新たな方向づけを生じない
ときに導入される応力以下のレベルに保持され
る。

シール要素３７の第３の作動モードは、作動環
境が500psig（約34Kg／cm²）以上の流体圧力を含む
ときに生じる。このような項圧力作動において、
流体圧力はシール要素３７を更に、シール要素３
７の上流に延びている部分がＣ点において保持
要素３９に接触するまで更に歪める。この方向に
おいて、シール要素３７はP1点及びP2点におい
て、且つＤ点において（第５図参照）堅く保持さ
れると考えることができる。従つて、シール要素
３７はこのとき有効な外縁直径（Ｄ点に対して）
を有しており、それは、高圧力環境によつて生じ
たシールへの減少した応力効果となる段階１の作
動モード（Ａ点に対して）の外縁直径よりもかな
り小さい。更に、Ｄ点における不動の支持並びに
Ｂ点においてシールに加えられる連続保持は、純
粋な場合13の状態（ブリフエルハンドブツクの第
１表）としてシール上に応力分布を与える。上記
の試作シールでは、第３の作動モードにおけるシ
ール要素３７は、5.925インチ（約150.5mm）の外
径（Ｄ点に対して）有しており（段階１（Ａ点に
対し）のとき6.388インチ（約162.2mm）そして段
階２（Ｂ点に対し）のとき6.0インチ（約152.4
mm）に対立するものとして）、13の場合、750psig
（約51Kg／cm²）の圧力作動において最大歪み0.006
インチ（約0.15mm）そして最大応力1268psig（約
86.3Kg／cm²）となる。

従つて、シール要素３７で具体化された本発明
によれば、３つの別々の圧力範囲の作動モード
は、固有的に、且つ自動的にP1点及びP2点によ
つて規定されたシーリング表面の方に内側にシー
ル保持点（外径）を動かすためにシール封じ込め
チヤンバに対してシールを方向づけする。これ
は、流体の圧力及びシールへの応力の影響を実際
に最小範囲に制限しながら、ベーンの外部周辺の
周りに漏れないシールを形成する結果となる。シ
ール作動の種々の圧力範囲に亘つて、比較的低い
応力は、シールの摩損及びコールドフローを最小
にして、長い、有効なシールの使用寿命を達成す
る。重要なことは、シール要素３７は、ベーンに
半径方向の圧縮を与えるために寸法の安定のため
のガラスを詰めた内部メンブラン又は追加的なス
プリング要素を使用することなく作動可能であ
る。

本発明の上記の好ましい実施態様は、本発明の
明らかな教示から逸脱することなく、当業者によ
つていくつかの変更ができるので、単に代表的で
あることを意味している。従つて本発明の範囲を
決定するとき添付の特許請求の範囲を参照しなけ
ればならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によつて作られた高性能バタ
フライ制御弁の正面平面図である。第２図は、ほ
ぼ２−２線に沿つて見たときの第１図の弁の側部
分横断面図であり、そして閉じた位置におけるベ
ーンを例示している。第３図は第２図に示された
如き弁の追加の側部横断面図であり、そして第１
の所定の度数を通じて回転後のベーンを例示して
いる。第４図はほぼ４−４線に沿つて見たときの
第１図の弁の、部分的断面の底部図である。第５
図は第２図に例示された弁シール要素の分解組立
詳細図である。第６図は第２図に示された如き弁
の更に他の側部横断面図であり、そして90度（全
開弁位置）を通じて回転後のベーンを例示してい
る。第７図は本発明による弁の実験的テスト結果
である。 １０…バタフライ弁、１１…弁ハウジング、１
２…弁体、１３，１４…軸支持構造体、１５…
軸、１６…シーリングリング、１７…端部キヤツ
プ、２２…ベーン、２３…周辺部、２７，２８…
突起、３２，３４…流れ通路、３７…シール要
素、３８…凹部、３９…保持要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 弁ハウジングと、 (b) 該弁ハウジング内において、選択的に制御さ
   れた回転ができるように設置された、略デイス
   ク形状のベーンであつて、 (c) 周辺部を含んでいて、1/4回転にわたり回転
   が可能であり、該周辺部が回転零のとき該弁ハ
   ウジングに密接するようになつているベーン
   と、 (d) 一部において該弁ハウジング内の周辺に延び
   ており、該ベーンが回転零のとき該ベーンの周
   辺部に密接するシール要素であつて、 (e) 漏れのないシールを形成するように該周辺部
   に係合するように配置された最下方部分を有
   し、 (f) 該最下方部分が、中央部分と一体になつてお
   り、該中央部分が、上流方向に延びるように配
   置されており、 (g) 該中央部分が、最頂部部分と一体であるシー
   ル要素と、 (h) 該シール要素を収容するように該弁ハウジン
   グに形成されたシール拘束チヤンバであつて、 (i) 該シール要素を支持するように該シール要素
   の該最頂部部分に係合しており、該シール要素
   の断面に略一致しており、該断面を囲む断面を
   有する拘束チヤンバとを具備し、 (j) 該最下方部分が、該ベーンの周辺部と該漏れ
   のないシールのために該拘束チヤンバから延び
   ており、 (k) 該シール要素が、その最頂部部分の周りに可
   撓性を有し、且つ全体的に旋回可能であり、 (l) 該シール要素が該拘束チヤンバに対して方向
   付けられる バタフライ制御弁のためのシール装置において、 (1) 第１の所定の圧力範囲において、上記(i)の要
   素の支持係合部において、該最頂部部分のみと
   該拘束チヤンバとが接触しており、 (2) 第２の所定の圧力範囲において、上記(1)の接
   触が続いており、且つ上記(i)の要素の支持係合
   部から半径方向内方の部分において該シール要
   素上で且つ該シール要素の下流側の予め選択さ
   れた点が、該弁ハウジングを通る流体の流れ方
   向に垂直に延びている該拘束チヤンバの表面に
   接触して、該シール拘束チヤンバに一部分しつ
   かりと固定されていて、一部分自由に支持され
   ている接触部を提供し、 (3) 第３の所定の圧力範囲において、上記(1)及び
   (2)の接触が続いており、該中央部分の選択され
   た点が、該弁ハウジングを通る流体の流れに平
   行に延びている該拘束チヤンバの表面に接触し
   て、上記(i)の要素の支持係合部から半径方向内
   方に間隔を隔てた該シール要素のための更に堅
   固な支持を提供する ことを特徴とするバタフライ制御弁のためのシー
   ル装置。 ２ 該シール要素が、EPTテフロン材料を含む
   特許請求の範囲第１項記載のシール装置。 ３ 該シール拘束チヤンバが、該シール要素の該
   頂部部分が嵌合するの鋸歯状の縁を有し、これに
   よつて、該シール要素に係合し、これを支持する
   特許請求の範囲第１項記載のシール装置。 ４ (a) 弁ハウジングと、 (b) 弁を閉鎖するための、該弁ハウジングを通る
   流体の流れを選択的に妨げるように該弁ハウジ
   ング内で選択的に可動である手段と、 (c) 該選択的に可動である手段が弁を閉鎖する状
   態にあり、該選択的に可動である手段と該弁ハ
   ウジングとの間に漏れのないシールを形成して
   いるとき、該選択的に可動である手段と該弁ハ
   ウジングとの間に挟まれるシール要素と、 (d) 該シール要素の頂部部分に係合して、該頂部
   部分を支持する、該弁ハウジングに配置された
   シール拘束チヤンバとを具備し、 (e) 該シール拘束チヤンバが、該シール要素の断
   面に略一致し且つ該断面を囲む断面を有してお
   り、 (f) 該シール要素が、該弁ハウジングを通る流体
   の流れの上流の圧力に露出している 弁のためのシール要素において、 (1) 第１の所定の圧力範囲において、該シール要
   素の該頂点部分のみと該拘束チヤンバとが接触
   しており、 (2) 第２の所定の圧力範囲において、上記上流の
   圧力が、該シール要素を、該シール拘束チヤン
   バの下流の表面の一部に部分的に不動に固定し
   部分的に自由に支持するような接触形態に、該
   頂部部分の周りに旋回するように作用し且つ方
   向付けるのに十分であり、 (3) 第３の所定の圧力範囲において、上記上流の
   圧力が、該頂部部分の回りに該シール要素を更
   に旋回するように、該シール要素に作用し、且
   つ該シール要素を方向付けて、該シール要素を
   設置している該弁を通る上記流体の流れの方向
   に平行に延びている該シール要素の部分を、上
   記流体の流れの方向に平行に延びている該シー
   ル拘束チヤンバの表面に付加的に接触せしめ
   て、該シール要素の係合及び支持された該頂部
   部分から内側の位置に配置された該シール拘束
   チヤンバ内の該シール要素のための堅固が支持
   を提供する ことを特徴とするシール要素。 ５ (a) 該弁がバタフライ制御弁を備えており、 (b) 該選択的に可動である手段が、該バルブハウ
   ジング内で選択的に、制御された回転が可能に
   取り付けられた略デイスク形状のベーンを含
   み、 (c) 該ベーンが、周辺部を含み、1/4回転にわた
   り回転が可能であり、該ベーンの周辺部が回転
   零のとき該弁ハウジングと密接し、 (e) 該シール要素が、該弁ハウジングの部分にお
   いて該弁ハウジング内で周辺に延びていて、該
   ベーンが回転零にあるとき、該ベーン周辺部に
   密接している特許請求の範囲第４項記載のシー
   ル装置。